Mathematical and computational foundations for modeling cerebral fluid flow.

Informations projet

Waterscales

N° de convention de subvention: 714892

DOI

10.3030/714892

Projet clôturé

Date de signature de la CE 17 Février 2017

Date de début 1 Avril 2017

Date de fin 31 Mars 2023

Financé au titre de

• EXCELLENT SCIENCE - European Research Council (ERC)

Coût total

€ 1 500 000,00

Contribution de l’UE

€ 1 500 000,00

Coordonné par

SIMULA RESEARCH LABORATORY AS
Norway

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Publications

Peer reviewed articles (21)

Intracranial pressure elevation alters CSF clearance pathways

Auteurs: Vegard Vinje, Anders Eklund, Kent-Andre Mardal, Marie E. Rognes, Karen-Helene Støverud
Publié dans: Fluids and Barriers of the CNS, Numéro 17/1, 2020, ISSN 2045-8118
Éditeur: BioMed Central
DOI: 10.1186/s12987-020-00189-1

Human intracranial pulsatility during the cardiac cycle: a computational modelling framework

Auteurs: Marius Causemann, Vegard Vinje & Marie E. Rognes
Publié dans: Fluids and Barriers of the CNS, Numéro 19 (84), 2022, ISSN 2045-8118
Éditeur: BioMed Central
DOI: 10.1186/s12987-022-00376-2

A scalable solver for a stochastic, hybrid cellular automaton model of personalized breast cancer therapy

Auteurs: Xiaoran Lai, Håkon A. Taskén, Torgeir Mo, Simon W. Funke, Arnoldo Frigessi, Marie E. Rognes, Alvaro Köhn-Luque
Publié dans: International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering, 2022, ISSN 2040-7947
Éditeur: Wiley-Blackwell
DOI: 10.1002/cnm.3542

A posteriori error estimation and adaptivity for multiple-network poroelasticity

Auteurs: Emilie Eliseussen, Marie E. Rognes, Travis B. Thompson
Publié dans: ESAIM: Mathematical Modelling and Numerical Analysis, 2023, ISSN 2804-7214
Éditeur: EDP Sciences
DOI: 10.1051/m2an/2023033

The mechanisms behind perivascular fluid flow

Auteurs: Cécile Daversin-Catty, Vegard Vinje, Kent-André Mardal, Marie E. Rognes
Publié dans: PLOS ONE, Numéro 15/12, 2020, Page(s) e0244442, ISSN 1932-6203
Éditeur: Public Library of Science
DOI: 10.1371/journal.pone.0244442

The role of clearance in neurodegenerative diseases

Auteurs: Georgia S. Brennan, Travis B. Thompson, Hadrien Oliveri, Marie E. Rognes, Alain Goriely
Publié dans: SIAM Journal on Applied Mathematics, 2023, ISSN 1095-712X
Éditeur: SIAM
DOI: 10.1101/2022.03.31.486533

Fast uncertainty quantification of tracer distribution in the brain interstitial fluid with multilevel and quasi Monte Carlo

Auteurs: Matteo Croci, Vegard Vinje, Marie E. Rognes
Publié dans: International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering, Numéro 37/1, 2021, ISSN 2040-7939
Éditeur: John Wiley & Sons Ltd.
DOI: 10.1002/cnm.3412

Abstractions and Automated Algorithms for Mixed Domain Finite Element Methods

Auteurs: Cécile Daversin-Catty, Chris N. Richardson, Ada J. Ellingsrud, Marie E. Rognes
Publié dans: ACM Transactions on Mathematical Software, Numéro 47/4, 2021, Page(s) 1-36, ISSN 0098-3500
Éditeur: Association for Computing Machinary, Inc.
DOI: 10.1145/3471138

Finite Element Simulation of Ionic Electrodiffusion in Cellular Geometries

Auteurs: Ada J. Ellingsrud, Andreas Solbrå, Gaute T. Einevoll, Geir Halnes, Marie E. Rognes
Publié dans: Frontiers in Neuroinformatics, Numéro 14, 2020, ISSN 1662-5196
Éditeur: Frontiers Research Foundation
DOI: 10.3389/fninf.2020.00011

CSF circulation and dispersion yield rapid clearance from intracranial compartments

Auteurs: Martin Hornkjøl, Lars Magnus Valnes, Geir Ringstad, Marie E. Rognes, Per-Kristian Eide, Kent-Andre Mardal, Vegard Vinje
Publié dans: Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, Numéro 10, 2022, ISSN 2296-4185
Éditeur: Frontiers Media
DOI: 10.3389/fbioe.2022.932469

Geometrically Reduced Modelling of Pulsatile Flow in Perivascular Networks

Auteurs: Cécile Daversin-Catty, Ingeborg Gjerde, Marie E. Rognes
Publié dans: Frontiers in Physics, Numéro 10, 2022, ISSN 2296-424X
Éditeur: Frontiers
DOI: 10.3389/fphy.2022.882260

Uncertainty quantification of parenchymal tracer distribution using random diffusion and convective velocity fields

Auteurs: Matteo Croci, Vegard Vinje, Marie E. Rognes
Publié dans: Fluids and Barriers of the CNS, Numéro 16/1, 2019, ISSN 2045-8118
Éditeur: BioMed Central
DOI: 10.1186/s12987-019-0152-7

Toward Personalized Computer Simulation of Breast Cancer Treatment: A Multiscale Pharmacokinetic and Pharmacodynamic Model Informed by Multitype Patient Data

Auteurs: Xiaoran Lai, Oliver M. Geier, Thomas Fleischer, Øystein Garred, Elin Borgen, Simon W. Funke, Surendra Kumar, Marie E. Rognes, Therese Seierstad, Anne-Lise Børresen-Dale, Vessela N. Kristensen, Olav Engebraaten, Alvaro Köhn-Luque, Arnoldo Frigessi
Publié dans: Cancer Research, Numéro 79/16, 2019, Page(s) 4293-4304, ISSN 0008-5472
Éditeur: American Association for Cancer Research
DOI: 10.1158/0008-5472.can-18-1804

Accurate discretization of poroelasticity without Darcy stability

Auteurs: Kent-Andre Mardal, Marie E. Rognes, Travis B. Thompson
Publié dans: BIT Numerical Mathematics, Numéro 61/3, 2021, Page(s) 941-976, ISSN 0006-3835
Éditeur: Lunds Universitet
DOI: 10.1007/s10543-021-00849-0

Optimization of Hopf bifurcation points

Auteurs: Nicolas Boullé, Patrick E. Farrell, Marie E. Rognes
Publié dans: SIAM Journal on Scientific Computing, 2023, ISSN 1095-7197
Éditeur: SIAM
DOI: 10.48550/arxiv.2201.11684

Validating a Computational Framework for Ionic Electrodiffusion with Cortical Spreading Depression as a Case Study

Auteurs: Ada J. Ellingsrud, Didrik B. Dukefoss, Rune Enger, Geir Halnes, Klas Pettersen and Marie E. Rognes
Publié dans: eNeuro, Numéro 9(2), 2022, ISSN 2373-2822
Éditeur: Society for Neuroscience
DOI: 10.1523/eneuro.0408-21.2022

Parameter Robust Preconditioning by Congruence for Multiple-Network Poroelasticity

Auteurs: E. Piersanti, J. J. Lee, T. Thompson, K.-A. Mardal, M. E. Rognes
Publié dans: SIAM Journal on Scientific Computing, Numéro 43/4, 2021, Page(s) B984-B1007, ISSN 1064-8275
Éditeur: Society for Industrial and Applied Mathematics
DOI: 10.1137/20m1326751

Robust Approximation of Generalized Biot-Brinkman Problems

Auteurs: Qingguo Hong, Johannes Kraus, Miroslav Kuchta, Maria Lymbery, Kent-André Mardal, and Marie E. Rognes
Publié dans: Journal of Scientific Computing, Numéro 93 (77), 2022, ISSN 1573-7691
Éditeur: Springer Nature
DOI: 10.1007/s10915-022-02029-w

Accurate numerical simulation of electrodiffusion and water movement in brain tissue

Auteurs: Ellingsrud, Ada J.; Boullé, Nicolas; Farrell, Patrick E.; Rognes, Marie E.
Publié dans: IMA Mathematical Medicine & Biology, Numéro 13, 2021, ISSN 1477-8602
Éditeur: Oxford University Press
DOI: 10.1093/imammb/dqab016

Neural activity induces strongly coupled electro-chemo-mechanical interactions and fluid flow in astrocyte networks and extracellular space – a computational study

Auteurs: Marte J. Sætra, Ada J. Ellingsrud, Marie E. Rognes
Publié dans: bioRxiv, 2023, ISSN 2692-8205
Éditeur: bioRxiv
DOI: 10.1101/2023.03.06.531247

Brain solute transport is more rapid in periarterial than perivenous spaces

Auteurs: Vegard Vinje; Erik NTP Bakker; Marie E Rognes
Publié dans: Scientific Reports, Numéro 5, 2021, ISSN 2045-2322
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.21203/rs.3.rs-361955/v1

Book chapters (5)

A Cell-Based Model for Ionic Electrodiffusion in Excitable Tissue

Auteurs: Ada J. Ellingsrud, Cecile Daversin-Catty and Marie E. Rognes
Publié dans: Modeling Excitable Tissue, 2021
Éditeur: Springer Nature

Solving the EMI Equations using Finite Element Methods

Auteurs: Solving the EMI Equations using Finite Element Methods
Publié dans: Modeling Excitable Tissue, 2021
Éditeur: Springer Nature
DOI: 10.1007/978-3-030-61157-6_5

Astrocytic Ion Dynamics: Implications for Potassium Buffering and Liquid Flow

Auteurs: Geir Halnes, Klas H. Pettersen, Leiv Øyehaug, Marie E. Rognes, Gaute T. Einevoll
Publié dans: Computational Glioscience, Numéro 1, 2019, Page(s) 363-391
Éditeur: Springer Nature

Inducing Flow Instabilities in Aneurysm Geometries via the Reynolds-Orr Method

Auteurs: Alessandro Contri, Christina Taylor, Justin Tso, Ingeborg Gjerde
Publié dans: Computational Physiology Simula Summer School 2022, 2023
Éditeur: Springer Nature

A Computational Study of Flow Instabilities in Aneurysms

Auteurs: Nanna Berre, Gabriela Castro, Henrik Kjeldsberg, Rami Masri, Ingeborg Gjerde
Publié dans: Computational Physiology Simula Summer School 2021, 2022
Éditeur: Springer Nature

Conference proceedings (3)

A mixed framework for topological model reduction of coupled PDEs

Auteurs: Ingeborg G. Gjerde, Marie E. Rognes
Publié dans: Proceedings of the IX International Conference on Computational Methods for Coupled Problems in Science and Engineering, 2021
Éditeur: N/A

Parameter Robust Preconditioning for Multi-Compartmental Darcy Equations

Auteurs: Eleonora Piersanti, Marie E. Rognes, Kent-Andre Mardal
Publié dans: Lecture Notes in Computational Science and Engineering book series (LNCSE,volume 139), 2020
Éditeur: Springer Nature

Parametric exploration of cellular swelling in a computational model of cortical spreading depression

Auteurs: Barbara Genocchi, Andre Cunha, Soumil Jain, Jari Hyttinen, Kerstin Lenk, Ada Johanne Ellingsrud
Publié dans: 2020 42nd Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine & Biology Society (EMBC), 2020
Éditeur: IEEE
DOI: 10.1109/embc44109.2020.9175306

Non-peer reviewed articles (4)

Human brain solute transport quantified by glymphatic MRI-informed biophysics during sleep and sleep deprivation

Auteurs: Vegard Vinje, Bastian Zapf, Geir Ringstad, Per Kristian Eide, Marie E. Rognes, Kent-Andre Mardal
Publié dans: bioRxiv, 2023, ISSN 2692-8205
Éditeur: Cold Spring Harbor Laboratory
DOI: 10.1101/2023.01.01.522190

Graphnics: Combining FEniCS and NetworkX to simulate flow in complex networks

Auteurs: Ingeborg G. Gjerde
Publié dans: arXiv, 2022, ISSN 2331-8422
Éditeur: Cornell University
DOI: 10.48550/arxiv.2212.02916

Are brain displacements and pressures within the parenchyma induced by surface pressure differences? A computational modelling study

Auteurs: Eleonora Piersanti, Marie E. Rognes, Vegard Vinje
Publié dans: bioRxiv, 2023, ISSN 2692-8205
Éditeur: Cold Spring Harbor Laboratory
DOI: 10.1101/2022.09.07.506967

The modelling error in multi-dimensional time-dependent solute transport models

Auteurs: Rami Masri, Marius Zeinhofer, Miroslav Kuchta, Marie E. Rognes
Publié dans: arXiv, 2023, ISSN 2331-8422
Éditeur: Cornell University
DOI: 10.48550/arxiv.2303.17999

Monographic books (1)

Mathematical Modeling of the Human Brain: From Magnetic Resonance Images to Finite Element Simulation

Auteurs: Kent-André Mardal, Marie E. Rognes, Travis B. Thompson, Lars Magnus Valnes
Publié dans: Simula SpringerBriefs on Computing, Numéro 10, 2022, ISSN 2512-1685
Éditeur: Springer Nature
DOI: 10.1007/978-3-030-95136-8